Energy Window Muography for Fast Infrastructure Exploration

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K12629
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 80040:Quantum beam science-related
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: Kin Tadahiro 九州大学, 総合理工学研究院, 准教授 (80450310)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 宇宙線ミュオン / エネルギーウインドウミュオグラフィ / 人工建造物透視

Outline of Final Research Achievements

This study aims at muography application for smaller objects, e.g., concrete buildings and furnaces. Such small things never absorb a sufficient number of cosmic-ray muons while absorbing almost all cosmic-ray electrons recorded together with muons.
We have proposed a detection system that can remove both high-energy muons and almost all the electrons by a Cherenkov detector. The muon removal makes the muon detection number more different between background and foreground. Next, the detection system can drastically decrease the electrons' subtraction statistical uncertainty.
In the duration, a feasibility study has been done by simulation approach and design of the detection system. And then, the fabricated detection system can obtain the first test data.

Free Research Field

放射線計測学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、小型施設を対象としたミュオグラフィで低コントラストかつ長期間測定の原因となっていた高エネルギーミュオンと宇宙線電子イベントを除去する計測システムを開発した。原理としては、ミュオグラフィ検出器で記録されるイベント（全エネルギー領域の宇宙線ミュオン・電子）のうち、アクリルのチェレンコフ輻射では高エネルギーミュオンと電子がほぼ同一となることに着目して、ある閾値を下回るイベントのみのデータを記録することで低エネルギー成分のミュオンのみを選択することが出来るようになっている。この閾値は容易に変更が可能である。これにより、測定対象の規模に応じた本手法の適用を可能としている。